呼和浩特膜結(jié)構(gòu)不同于一般的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由于呼和浩特膜結(jié)構(gòu)不存在穩(wěn)定的無應(yīng)力狀態(tài)，需要施加一定就必領(lǐng)對(duì)曲面施加的預(yù)應(yīng)力作計(jì)算分析，保證曲面造型同時(shí)有一定的結(jié)構(gòu)承載力和剛度。

由于呼和浩特膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊性所以設(shè)計(jì)過程需要分為兩個(gè)階段，形態(tài)分析階段和荷載狀態(tài)分析階段。

1.形態(tài)分析階段

在形態(tài)分析階段中包含初始（幾何）形態(tài)建立和初始形態(tài)的確定兩部分內(nèi)容。

(1）初始(幾何）形態(tài)建立是建筑師根據(jù)其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)靈感和膜結(jié)構(gòu)造型規(guī)律創(chuàng)造出的建筑形式，這成為整個(gè)膜結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行深化的基礎(chǔ)，立足于此，相關(guān)的工作步驟可以得到相應(yīng)的開展。

(2）初始形態(tài)的確定是結(jié)構(gòu)師根據(jù)建筑師提供的初始（幾何）形態(tài)尋找滿足控制點(diǎn)邊界條件和初始預(yù)應(yīng)力荷載平衡條件的膜結(jié)構(gòu)形狀，以及與之相關(guān)的初始預(yù)應(yīng)力分布。即通常所說的 “找形”。事實(shí)上，找形的目的不僅僅是找出一個(gè)滿足平衡的形狀，還包括對(duì)所找出曲面的預(yù)應(yīng)力及剛度的分析，或者說是對(duì)曲面的病態(tài)判別及其修改。

總之，膜結(jié)構(gòu)的 “自由造型” 需要滿足力學(xué)平衡。膜結(jié)構(gòu)的造型設(shè)計(jì)，需要建筑師與結(jié)構(gòu)師共同完成。

2.荷載狀態(tài)分析階段

荷載分析是檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)能否在實(shí)際環(huán)境中風(fēng)、雨或雪等荷載作用下正常工作，不發(fā)生過大的變形和不出現(xiàn)褶皺和松弛。

從結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、使用和美觀等角度來說，都不應(yīng)出現(xiàn)膜面的褶皺和素的松弛現(xiàn)象。若不然，應(yīng)重新進(jìn)行形態(tài)分析，直到形態(tài)和荷載分析均達(dá)到要求。作用在張拉膜結(jié)構(gòu)上的外荷載一般有自重、雪荷載、風(fēng)荷載、溫度應(yīng)力等，這些因素都會(huì)對(duì)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響，而決定最終的造型可能。因此，在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要在形態(tài)分析的基礎(chǔ)上，將材料的本構(gòu)關(guān)系和荷載狀況輸人計(jì)算機(jī)，通過相應(yīng)專業(yè)軟件計(jì)算可求出荷載作用下的張拉膜結(jié)構(gòu)變形和單元應(yīng)力狀態(tài)。同時(shí)，在進(jìn)行荷載分析時(shí)，需要對(duì)計(jì)算的各單元中的最大應(yīng)力和最小應(yīng)力進(jìn)行判斷。在迭代計(jì)算過程中若出現(xiàn)膜的褶皺或松弛情況，應(yīng)相應(yīng)修改其單元本構(gòu)矩陣后再進(jìn)行下一步迭代計(jì)算，以達(dá)到最后的受力體系的平衡。這一環(huán)節(jié)主要由結(jié)構(gòu)師完成。

嚴(yán)格來講，在建筑、結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)基本完成，繪制施工圖前，還應(yīng)對(duì)確定的造型進(jìn)行裁剪分析。膜結(jié)構(gòu)的裁剪分析是膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)有研究裁剪的工作是在基于形狀判定和荷載分析后的特定幾何外形上進(jìn)行。

裁剪分析中，最棘手的問題是考慮初始預(yù)應(yīng)力造成的膜材經(jīng)、緯方向的伸長對(duì)裁剪下料的影響。由于膜結(jié)構(gòu)是張力結(jié)構(gòu)的一種-其整體剛度主要由初始預(yù)應(yīng)力提供。單片膜材的裁剪和拼接是在無應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行的，而結(jié)構(gòu)張成后膜材必領(lǐng)處于全張力狀態(tài)，裁剪分析過程中必須選定合適的裁剪式樣并精確確定連接坐標(biāo)，把膜材由空間的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)還原為平面的無應(yīng)力狀態(tài)。所以，如何把膜材由預(yù)應(yīng)力狀態(tài)還原為無應(yīng)力狀態(tài)是進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)裁剪分析中的關(guān)鍵技術(shù)，但這個(gè)問題至今還未得到很好的解決。由于裁剪分析與膜結(jié)構(gòu)的形狀、大小、曲率、材性等許多因素有關(guān)，使得目前各種裁剪方法的應(yīng)用均受到一定程度的限制。根據(jù)已有的資料進(jìn)行總結(jié)，裁剪分析方法總的來說分為：物理模型方法，幾何模型方法，平衡模型方法。正是由于膜結(jié)構(gòu)所用的材料的特殊性決定了其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊性，區(qū)別于一般傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。